激光雷達(dá)將成為霧霾和沙塵天氣監(jiān)測(cè)多方面助力

  近年來(lái)，地基遙感的主動(dòng)探測(cè)手段，如激光雷達(dá)不僅能夠有效判識(shí)霧霾的空間分布，對(duì)沙塵天氣發(fā)生的過(guò)程、時(shí)間、沙團(tuán)輸入的高度、強(qiáng)度等特征，都可以進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。激光雷達(dá)是以發(fā)射激光束探測(cè)目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。一般在我們的眼中，這種高科技儀器應(yīng)該是被運(yùn)用在軍事、航空、科學(xué)技術(shù)方面的高精尖設(shè)備現(xiàn)在也要運(yùn)用在我們?nèi)找骊P(guān)注的環(huán)境監(jiān)測(cè)方面了。

  激光雷達(dá)將成為霧霾和沙塵天氣監(jiān)測(cè)多方面助力　　　　激光雷達(dá)是一種主動(dòng)式現(xiàn)代光學(xué)遙感設(shè)備，它是傳統(tǒng)雷達(dá)技術(shù)與現(xiàn)代激光技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以激光為光源，通過(guò)探測(cè)激光與目標(biāo)物相互作用而產(chǎn)生的輻射信號(hào)來(lái)遙感目標(biāo)物。與普通微波雷達(dá)相比，激光雷達(dá)由于使用的是激光束，工作頻率較微波高了許多，有很多優(yōu)點(diǎn)，如分辨率高，可以獲得極高的角度、距離和速度分辨率；低空探測(cè)性能好，抗有源干擾能力強(qiáng);單色性好，方向性強(qiáng)；體積小，質(zhì)量輕等，因此已經(jīng)成為目前對(duì)大氣、海洋和陸地進(jìn)行高精度遙感探測(cè)的有效手段，廣泛地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、航天、通信、導(dǎo)航和定位等高新技術(shù)領(lǐng)域。特別是在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象要素測(cè)量等方面顯示了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和突出的發(fā)展前景。　　　　傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)大多采用化學(xué)分析手段，需要現(xiàn)場(chǎng)采集樣品后拿到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。往往很難給出實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，更難給出污染物的空間分布特征。激光雷達(dá)的出現(xiàn)為實(shí)時(shí)高時(shí)空分辨率的污染物分布特征監(jiān)測(cè)帶來(lái)了曙光。激光雷達(dá)可以對(duì)高空的空氣質(zhì)量進(jìn)行預(yù)知感應(yīng)，隨時(shí)監(jiān)控著影響我們這個(gè)城市環(huán)境狀態(tài)的各種“元素”。未來(lái)遇到霧霾、沙塵暴等天氣時(shí)，激光雷達(dá)在高空可以感應(yīng)到變化，提供數(shù)據(jù)供監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行分析，從而提前預(yù)報(bào)，幫助了解空氣質(zhì)量?！　　　〖す饫走_(dá)像“探針”一樣，通過(guò)不斷地向大氣中發(fā)射激光束，掃描大氣中的信息，通過(guò)與顆粒物和氣態(tài)分子相互作用后產(chǎn)生散射光來(lái)獲取不同高度處污染物的濃度分布信息，類(lèi)似醫(yī)學(xué)上的“CT”技術(shù)，不同的是，激光雷達(dá)獲取的是污染物的空間垂直分布。激光雷達(dá)在判識(shí)外源性沙塵的另一個(gè)重要依據(jù)，是其出現(xiàn)的高度與近地面的污染物分布無(wú)明顯的重合。　　　　在過(guò)去的幾十年中，激光雷達(dá)作為一種新興的主動(dòng)遙感工具在探測(cè)跨度、空間分辨率、測(cè)量精度方面所具有的優(yōu)勢(shì)已使它被廣泛應(yīng)用于大氣科學(xué)、環(huán)境保護(hù)、氣象與氣候、大氣遙感等領(lǐng)域。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，激光雷達(dá)技術(shù)的提高、發(fā)展和創(chuàng)新，對(duì)于激光雷達(dá)的要求也越來(lái)越高?！　　　‰S著激光雷達(dá)相關(guān)科學(xué)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，激光雷達(dá)在探測(cè)的空間范圍、物質(zhì)種類(lèi)、時(shí)間持續(xù)等方面將有巨大的發(fā)展?jié)摿?，激光雷達(dá)將朝著更加精細(xì)化和定量化的方向發(fā)展。這一技術(shù)在不久的將來(lái)會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用，它在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面將會(huì)扮演不可替代的重要角色。同時(shí)，利用各國(guó)激光雷達(dá)網(wǎng)得到的系統(tǒng)的、長(zhǎng)期和穩(wěn)定的各種監(jiān)測(cè)資料，可以直接進(jìn)行氣候變化的研究，特別是近年星載激光雷達(dá)和星載雷達(dá)首次獲取的氣溶膠和云的垂直分布廓線，可以在一定程度上提高氣象和氣候模式的模擬水平。隨著世界上不同地區(qū)激光雷達(dá)資料的長(zhǎng)期和系統(tǒng)的積累，它們必將在氣候模式與天氣預(yù)報(bào)模式的資料同化系統(tǒng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，從而為氣候和氣候變化的研究做出貢獻(xiàn)。